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一种轻便化的AR眼镜实现系统

阅读：357发布：2020-05-15

专利汇可以提供一种轻便化的AR眼镜实现系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种轻便化的AR眼镜实现系统，包括AR眼镜本体、通信装置和处理终端；AR眼镜本体内部嵌有用于显示画面的显示装置，AR眼镜本体上还设有用于获取深度图像信号的深度摄像头模组；处理终端用于将接收到的深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面、并将显示画面指令发送至通信装置。本实用新型通过将AR眼镜的信号处理、数据计算及供电系统向手机及通信装置剥离，实现了眼镜本体结构的简单及轻量化，提升了用户的使用体验。同时，通过通信装置，也可以很好地解决产品的续航及通讯问题。AR眼镜与手机部分的结合可以很好地丰富产品的应用，提升设备的处理能力，实现虚拟交互的功能。，下面是一种轻便化的AR眼镜实现系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，包括AR眼镜本体、通信装置和处理终端；
所述AR眼镜本体内部嵌有用于显示画面的显示装置，AR眼镜本体上还设有用于获取深度图像信号的深度摄像头模组；
通信装置用于将深度摄像头模组采集的深度图像信号传输至处理终端、并将处理终端发送的显示画面指令传输至显示装置；
处理终端用于将接收到的深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面、并将显示画面指令发送至通信装置。
2.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述深度摄像头模组包括用于拍摄彩色图像的彩色摄像头、用于投影红外光点阵的点阵激光发射器和用于捕捉物体反射红外点阵图案的红外接收器。
3.根据权利要求2所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述彩色摄像头、红外激光发射器以及红外激光接收器在眼镜本体上设置在同一条水平线上。
4.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述交互动作为手势交互动作或人体交互动作。
5.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述处理终端内设有用于对深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面的3D感知芯片。
6.根据权利要求5所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述处理终端为内置3D感知芯片的手机。
7.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述AR眼镜本体上还设有用于接收音频的音频接收模块；通信装置还用于将音频传输至处理终端；处理终端还用于处理音频、识别语音内容并转化为控制指令。
8.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述AR眼镜本体上设有耳机孔，可插拔连接耳机；处理终端还用于将待播放的音频信号经通信装置传输至耳机播放。
9.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述通信装置采用无线通信方式与处理终端建立通信连接。
10.根据权利要求1所述的一种轻便化的AR眼镜实现系统，其特征在于，所述通信装置与AR眼镜本体电气连接，通信装置内还设有用于为AR眼镜本体供电的供电模块。

说明书全文

一种轻便化的AR眼镜实现系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及AR眼镜，尤其是一种轻便化的AR眼镜实现系统。

背景技术

[0002] AR眼镜是基于AR 虚拟现实技术研发的一款可穿戴设备。其主要特点是可以通过计算机影像技术将虚拟世界和现实世界进行对接，从而实现虚拟世界和现实世界之间的互动和交流。AR技术应用领域广阔，主要涉及医疗、教育、军事、工业、娱乐游戏等领域。

[0003] 现有技术中的AR可穿戴设备由于系统集成度高，产品结构往往做的过于复杂，质量、体积过大、佩戴负担重、令佩戴者行动不便，牺牲了消费者的用户体验，只能满足较短时间使用。实用新型内容

[0004] 实用新型目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种轻便化的AR眼镜实现系统，在改善用户体验的同时，最大限度的简化眼镜本体的结构。

[0005] 技术方案：一种轻便化的AR眼镜实现系统，包括AR眼镜本体、通信装置和处理终端；

[0006] 所述AR眼镜本体内部嵌有用于显示画面的显示装置，AR眼镜本体上还设有用于获取深度图像信号的深度摄像头模组；

[0007] 通信装置用于将深度摄像头模组采集的深度图像信号传输至处理终端、并将处理终端发送的显示画面指令传输至显示装置；

[0008] 处理终端用于将接收到的深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面、并将显示画面指令发送至通信装置。

[0009] 为了优化交互体验，提高响应速度，进一步的，深度摄像头模组包括用于拍摄彩色图像的彩色摄像头、用于投影红外光点阵的点阵激光发射器和用于捕捉物体反射红外点阵图案的红外接收器。

[0010] 为了便于处理，进一步的，彩色摄像头、红外激光发射器以及红外激光接收器在眼镜本体上设置在同一条水平线上。

[0011] 进一步的，交互动作为手势交互动作或人体交互动作。

[0012] 为了提高识别动作的准确度，进一步的，处理终端内设有用于对深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面的3D感知芯片。

[0013] 为了系统更加轻便可实现，进一步的，处理终端为内置3D感知芯片的手机。

[0014] 为了实现便捷的实时控制，进一步的，AR眼镜本体上还设有用于接收音频的音频接收模块；通信装置还用于将音频传输至处理终端；处理终端还用于处理音频、识别语音内容并转化为控制指令。

[0015] 为了丰富用户体验，进一步的，AR眼镜本体上设有耳机孔，可插拔连接耳机；处理终端还用于将待播放的音频信号经通信装置传输至耳机播放。

[0016] 进一步的，通信装置采用无线通信方式与处理终端建立通信连接。

[0017] 进一步的，通信装置与AR眼镜本体电气连接，通信装置内还设有用于为AR眼镜本体供电的供电模块。

[0018] 有益效果：本实用新型通过将AR眼镜的信号处理、数据计算及供电系统向手机及通信装置剥离，实现了眼镜本体结构的简单及轻量化，提升了用户的使用体验。同时，通过通信装置，也可以很好地解决产品的续航及通讯问题。AR眼镜与手机部分的结合可以很好地丰富产品的应用，提升设备的处理能力，实现虚拟交互的功能。附图说明

[0019] 图1是实施例1的结构连接示意图；

[0020] 图2是实施例1的系统示意图；

[0021] 图3是实施例1的穿戴示意图。

具体实施方式

[0022] 下面通过一个最佳实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。

[0023] 本实施例通过将AR眼镜的运算处理系统和供电系统向手机3及通信装置2部分进行剥离，重新定义了一种AR眼镜的系统组成方式。在该系统中，手机3作为一个强大的运算处理平台，主要负责AR眼镜的数据处理工作。特别对于未来搭载了AR及MR芯片以及整合了云计算资源的手机3，可以很好地丰富产品的应用及体验，实现通讯、娱乐、应用管理和虚拟交互的能力。同时，这样的结构也有助于减少AR眼镜本体1在工作过程中产生的热量，改善了用户的佩戴体验。通信装置2部分主要负责AR眼镜与手机3之间的信号传输，同时兼具对AR眼镜进行供电的能力。这样，眼镜本体1部分仅保留显示、音频、手势识别、语音识别几方面的基础硬件，大大简化了产品结构，实现了轻量化的目的。

[0024] 如图1、2所示，一种轻便化的AR眼镜实现系统，包括AR眼镜本体1、通信装置2和处理终端，即手机3；

[0025] AR眼镜本体1，包括镜架，镜架由镜框和镜腿组成，镜框内部嵌设有用于显示画面的显示装置7作为镜片，显示装置为现有技术，可参考用于现有AR眼镜中的显示装置，镜架上还设有用于获取深度图像信号的深度摄像头模组。

[0026] 镜架上还设有用于接收音频的音频接收模块10，音频接收模块10为安装在镜架上的MIC，通信装置2将音频传输至处理终端；处理终端处理音频、识别语音内容并转化为控制指令。

[0027] 镜腿上设有耳机孔，可插拔连接耳机8，9(分别为左右耳机)；处理终端还用于将待播放的音频信号经通信装置2传输至耳机8，9播放。

[0028] 深度摄像头模组为结构光深度摄像头模组，隐藏在显示装置7后面，用以检测用户动作，例如手势识别，以实现应用的操作及虚拟交互的能力，包括用于拍摄彩色图像的彩色摄像头5、用于投影红外光点阵的点阵激光发射器6和用于捕捉物体反射红外点阵图案的红外接收器4；

[0029] 点阵激光发射器6用于投影红外光点阵，即投影出数万颗红外光点，每个红外光点均有XYZ三维坐标。红外接收器4用于捕捉经物体反射后红外点阵图案，即捕捉到每颗光点，并采集每颗光点的坐标信息，从而获得位置及深度信息，即为深度图像信号(RGB-D信号)。

[0030] 该结构为现有技术，例如苹果公司的人脸识别设备、华捷艾米的IMI光学模组均具有以上结构。

[0031] 本实施例为了方便处理图像数据，结构光模组的彩色摄像头5、红外激光发射器6、红外激光接收器均设置在一条水平线上。

[0032] 通信装置2用于将深度摄像头模组采集的深度图像信号传输至处理终端、并将处理终端发送的显示画面指令传输至显示装置7；本实施例的通信装置2是一个解调器，通过线材与镜架连接，传输数据并供电。

[0033] 如图所示，通信装置2由控制按钮11、充电口12、显示屏13、集供电和通讯功能(可插拔)的线材14组成，其主要作用是实现手机3和AR眼镜设备之间的通信。另外该装置还可以对AR眼镜进行供电，保证设备长期稳定地运行。

[0034] 通信装置2采用无线通信方式与处理终端建立通信连接，无线通信方式包括蓝牙、Wi-Fi、移动通信等方式，可根据场景自行选择。通信装置2与镜架电气连接，通信装置2内还设有用于为镜架供电的供电模块，即电池。可以按照现有技术中的解调器设置一个CPU用于控制收发信号。

[0035] 处理终端用于将接收到的深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面、并将显示画面指令发送至通信装置2。主要负责AR数据的运算处理工作，同时还具备对AR应用的管理，网络通信及应用拓展的能力。

[0036] 处理终端内设有用于对深度图像信号分析处理后识别出交互动作、生成显示画面的3D感知芯片。交互动作为手势交互动作或人体交互动作。

[0037] 如图所示，本实施例的处理终端为内置3D感知芯片的手机3，还可以为其他具有运算功能的设备例如计算机或平板。

[0038] 将接收到的图像信号分析获得位置及深度信息，再对位置及深度信息处理转化为人体骨架动作信息/手势动作信息，识别出交互动作、生成显示画面。以上均为现有技术，例如Kinect对采集到的图像信号所采用的分析处理方法或华捷艾米的IMI光学模组或3D体感摄像头中采用的图像分析处理方法均能够实现。

[0039] 以上方法可由华捷艾米的3D感知芯片实现，如IMI3D芯片1180和IMI3D芯片1280。

[0040] 本实施例的佩戴方式如图3所示，通信装置2可以选择佩带在上臂，由固定带15固定或者放置在衣袋16中。

[0041] 本实施例对AR眼镜进行了轻量化的设计，眼镜本体1部分仅保留了显示、耳机8，9、配合手势识别使用的镜头模组以及语音信号接收几方面的硬件结构。在工作的过程中，通信装置2通过信号传输线获取从眼镜本体1接收到的手势及语音指令，然后通过WIFI/BT通道传输到手机3。手机3接收到通信装置2传输过来的信号后，通过AR运算和处理，将虚拟现实所需要的视频及音频信息经通信装置2反向传回AR眼镜本体1的耳机8，9和显示装置7，最后由人体感官进行接收，实现虚拟和现实之间的交互功能。通信装置2部分除了具备信号中继及处理能力外，还可以通过供电及通讯线14缆向AR眼镜本体1部分进行供电，保证AR眼镜长期稳定地工作。同时，设备本身也可通过外置Micro USB 接口对其进行充电。手机3在该系统中被定义为一个强大的运算处理平台，主要负责AR应用的管理及拓展、数据的计算和即时的通讯。

[0042] 以上仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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